Enunciado

Dispomos de diversos capacitores de 0,25   μ F . A voltagem nos terminais de cada capacitor não pode superar 600   V . Você precisa montar um capacitor com capacitância de 0,25   μ F , submetido a uma diferença de potencial de 960   V . (a)Faça um diagrama para mostrar como é possível obter um capacitor equivalente com as propriedades desejadas. (b)Nenhum dielétrico é isolante perfeito a ponto de impedir qualquer fluxo de carga através de seu volume. Suponha que um dos dielétricos usados em seu diagrama seja um condutor moderadamente bom. O que ocorreria nesse caso se sua combinação de capacitores fosse submetida à diferença de potencial de 960   V ?

Passo 1

letra a)

Para capacitores em

i ) p a r a l e l o :

V 1 = V 2 = V as voltagens são as mesmas

i i )   s é r i e :

V = V 1 + V 2 + . . . as voltagens se somam

Passo 2

Se pusermos dois capacitores em paralelo, a voltagem irá superar os 600   V .

Agora se pusermos os capacitores em série, a capacitância irá ser diferente de 0,25   μ F , porque para capacitores em série:

C e q = C 2

Passo 3

O que faremos então????

Iremos por capacitores tanto em série quanto em paralelo. Mas como????

Como capacitores em paralelo as capacitâncias se somam e capacitores em série as voltagens se somam iremos ter então:

Passo 4

A capacitância equivalente desse circuito será então:

C e q = C 2 + C 2

Além disso, a voltagem em cada capacitor será:

V 12 = V 34 = V

V 1 + V 2 = V 3 + V 4 = V

2 V 1 = 2 V 3 = V

V 1 = V 2 = V 3 = V 4 = 480   V

Passo 5

letra b)

Se um dos capacitores é um bom condutor, ele pode ser considerado como um curto circuito, podendo ser removido do circuito. Assim, um dos capacitores teria uma voltagem maior que 600   V .

Resposta

letra a)

letra b) ALgum capacitor teria a voltagem maior que 600   V .

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